JPS6114472A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に内燃機関の
ノッキングの検出結果に応じて点火時期を制御する内燃
機関の制御装置に関する。

［従来の技術」 一般に、内燃機関においては、シリンダ内の未ツ２（鍔
１（、混合気の重量着火による急激な燃焼によって、／
（１ン）１月法（特（、こそのボア径）と燃焼温度とに
よ°〕て定まる複数の固有振動数てシリンダ内圧力（筒
内圧力）が減衰振動し、この減衰振動によつ−Ｃ内燃機
関か金属的な叩き音を発生する所謂ノシキング現象か生
しることかある３゜ そこで、従来、例えは特開昭５４−−−　］、　４２４
２５弓公氾、特開昭５６　５５４号公報等に記載されて
いるように、ノッキングの検出結果に基づいて点火時期
を制御してノッキングを回避するようにした内燃機関の
制御装置がある。

このような内燃機関の制御装置は、内燃機関のシリンダ
ブロック（二あるいは点火プラクの座金として取イ」（
づた圧力センサ等のノッキングセンサから出力される検
出信号からノッキングに関連する特定周波数帯域（約５
〜６　Ｋ　＋−１ｚ以上）の信号を抽出し、所定の信号
処理をして機関の燃焼圧力振動に対応し、た検出信号を
生成し４この検出信号を予め定めた基準レヘルと比較し
てノッキングの有無を判定し、この判定結果に基づいて
ノッキングか発生したどきには予め定めた一定値たけ点
火時期を遅角するよつにしたものである。。

し発明か解決しようとする問題点Ｊ しかしなから、このようにノッキングの有無を判定し、
この判定結果に基づいて点火時期を一定値たけ遅角させ
るのでは、内燃機関の特定の運転点では良好な制御か出
来るが、他の運転点ではノッキングの程度と点火時期と
の関係が変化し、遅角量が過大になって燃費の悪化や発
生ｌ−ルクの低下を招くことがある一方、遅角量が過小
でノッキングか収まるまでに時間がかかることかある、
。

また、大きなノッキングが発生したときには遅角量が過
小でノッキングを迅速に抑制することかできない一方、
小さなノッキングか発生したときには遅角量か過大で発
生トルクの低下等を招くことかある、。

このように、ノッキングの有無を判定し、て点火時期を
一定量遅角制御するのでは、運転性を損なうことなくノ
ッキングを迅速に抑制できない恐れかある。

１問題を解決するための手段Ｊ そのため、この発明による内燃機関の制御装置は、第１
図に示すように内燃機関の燃焼圧力振動を検出する燃焼
圧力振動検出手段Ａと、この燃焼注力振動検出手段Ａの
検出結果に基づいてノッキングか発生したか否かを判定
する判定手段Ｂと、この判定手段Ｂの判定結果に基づい
てノッキングか発生したときには燃焼圧力振動検出手段
Ａの検出結果に応した、つ、まりノッキングの強度（程
度）に応し、た点火時期の修正量を決定する修正量決定
手段Ｃと、この修正量決定手段Ｃの決定結果に基づいて
点火時期を制御する点火時期制御手段りとを設けたもの
である。。

［作用Ｊ ノッキングの強度ないし程度に応じた遅角量たけ点火時
期を修正制御して、運転性を損なうことなくノッキング
を迅速に抑制する。

し実施例Ｊ 以下、この発明の実施例を添付図面を参照して説明する
、。

第２図は、この発明を実施した内燃機関の制御装置の全
体概略構成図である。

この内燃機関においては、エアクリーナ１．エアフロメ
ータ２及びスロットルパルフロを弁してインテークマニ
ホールド４に取入れられた空気と。

ｒンシエクタ５によって供給さ第１る燃料とか混合すｊ
した混合気が内燃機関６に供給され、点火プラク７によ
って点火されて燃焼し、この燃焼によって発生した排気
カスは排気管からｆｇｌＪｌ媒コンバータ８及びマフラ
ー日を介して排出さ才りる。

−力、全体の制御を司るコントロールユニット１１には
、エアフロメータ２からの吸入空気流量信号、スロット
ルバルブろの開度を検出するスロワ（−ルス、イツチ１
２からのスロワ１−ルパルフ位置信号、クランク角セン
サ１６からの回転信号、トランスミッション１４のニュ
ートラル位１葭を検出するニュー１−ラルスイッチ１５
かｊ−Ｊのニュー１〜ラル信号、車速センサ１６カ臼ら
の車速信号が入力される。

また、燃料温度を検出する燃温センサ１７からの燃温信
号、排気カス中の酸素濃度を検出する（［）、センサ１
８からの酸素濃度信号、冷却水温度を検出する水温セン
サ１９からの水温信号が入力される。

さらに、機関６の燃焼圧力振動を検出する筒内月センサ
２１からの筒内圧信じか人力さ」しろ、。

そしＣ、コントロールユニツｈｌｌは、これ等の名人カ
イ１−；じ及び内部に格納した各種テークに基づいて、
インジェクタ５を駆動制御し、て燃料供給１）シをＩ＋
Ｊ　９（ｒ　Ｌ、、点火プラグ７へ訂電圧を供給する。

イクニツショレコイル２２の一次電流をｌＱｉ続制御し
て点点時期を制御する、。

」：り、ＡＡＣハルフ２ろを！駆動制御してスロットル
ハルフ乙をハイバフ、する空気流量を制御してアイ１−
ル回１匠数勺制御し、入Ｉ　Ｃｌｖｌハルフ２４を制御
して’ｊ’−（ｒ　Ｒハルツ２５を制御してＥ　Ｇ　Ｒ
阻を制御７；ｇ；　ｉ−る。

ｆｔ：　、ｉ−；、この第２図中、２６はフユーエルボ
レブ。

２７（まキャニスタ−，２８ｔ；１．Ｉ３ｃハル７．２
９１ｊチエソタハルフてある。

第ろ〜ｊ及び第４図は、この内燃機関の制御装置１−む
１づるコン１−ロールコニシト１１の描成を示すブロッ
ク図及びその機能ブロック図である。

ます、筒内圧セン刀２１は、圧電変換型圧力センサであ
り、第５図（イン、（ロ）に示すようにン）Ｊンダ＼ノ
ｌ−’　６　Ａに取（＝１’　！づた点火ブうグアの座
１；どしく取ｆＮｔ　ｌＪＩＪＡし、前述したよう１；
内燃機関６の筒内圧（シリレタ内圧〕月に応した電荷信
号Ｓ１を出力する。

」−だ、クランク角センサ１ろは、機関かｊシｒ定角度
回転する旬に、例えは６気筒機関ではクランク角の１２
０度（４気筒機関ではクランク角の１８０度）毎に基１
（ｉ３　（ｒ（−じＳ７を出力すると艮（こ、クランク
角の１度又は２度１Ｇに位１１グ信号Ｓ：、を出力する
。。

力、−＝」ン１ヘロールユニツ１〜１１のチャーシアン
フろ１：１、例えは第６図に示すように、オベオンフＯ
１ｄ、、抵抗丁ζ＋、　、　ｒ、＝、、　、コンデンサ
ＣＩ。

タイｉ−−］へ１つ１．し２□からなる電荷−電圧変換
回路によ“つて、筒内圧センサ２１からの電荷（Ｇ号Ｓ
１を電圧信号に変換した後、この市用信壮を寸ベアンフ
ＯＰ、、抵抗Ｒ３〜Ｒ８及びタイオー１−Ｉ）、か１も
なる増幅回路によって増幅して、検出イ；）号Ｓ、ｌど
しＣ出力する。

ハントハスフィルタ６２は、チャーシアンフろ１かＩ）
の検出信号Ｓ５□から所定周波数、すなわち、ノッキン
グに関連する周波数帯域（約６〜１７Ｋ　＋１７．　）
の信８成５ｊのみを抽出して、この抽出した（０可成分
ヲ険出信号Ｓ、とし、で出力する。。

非ノック１１も振動玉子ルギ検出回路ろ乙は、クラン角
センザ１３からの基準信号Ｓ２及び位置信号Ｓ３てタイ
ミングをとって、機関の燃焼圧力振動に対応するへン１
−バスフィルタ３２からの検出信＞３．　Ｓ　１か１−
、ノッキングが発生していないり１″ノックのｐＬハ”
し圧力振動エネルギに相関した値（相関値）、例えは積
分値を４１．成する回路であり、その生成した相関Ｉｌ
ｌｌ（１責分１直）を積分（９号Ｓ６として出力する。

ノンク時振動工子ルキ検出回路６４は、同しくクラン角
セン勺１ろからの基イ（（５信号Ｓ、及び位置信号Ｓ３
でタイミングをとって、機関の燃焼圧力振動に対応する
ハントハスフィルタ３２からの検出信号Ｓ、１からノッ
クＲの燃焼圧力振動エネルギに相関した値（相関値）、
例えは積分値を生成する回路であり、その生成し、た相
関値（積分値）を積分信号Ｓ−７として出力する。

その非ノック時振動エネルギ検出回路６ろは、第７図に
示すようにバントパスフィルタ６２かｌらの検出信号Ｓ
４．について絶対値積分、その積分値のリセット及びボ
ールドをする絶対値積分器ろ６Δと、所定のクランク角
に対応する値をブリセラ１−され、クランク角センサ１
６からの基準信号Ｓ２に応じて位置信号Ｓ３をＨ１数す
るプリセッタフルカウンタ３３Ｂ、３３Ｃと、これ等の
カウンタ乙３１３．乙ろＣの出力に応じて積分器３ろΔ
の＋１匁作を１１１月哩するフリップフロップ回路３３
Ｄとか１）なる１、 方、ノック時振動エネルギ検出回路ろ４は、第７１）＞
１　＋こ示す。ｌ、うに非ノック時振動エネルギ検出回
路３３と同様な絶対値積分器ろ４Ａと、ブリセックフル
カウンタ３４Ｂ、３４Ｃと、フリップフロップ回路３４
Ｄどからなる。

なお、ここては、この発明を６気筒機関に実施し−Ｃ１
これ等の非ノック時振動エネルギ検出回路３６及びノッ
ク時振動エネルギ検出回路３４の各プリセッタブルカウ
ンタ Ｂ、、３４Ｃには、クランク角センサ１６の基準信号Ｓ
２が圧縮上死点前７０度となるようにし、」二死点の前
後１０度の間にて非ノック時及びノック時の振動エイル
キを検出するものとして、次のような値をブリセラ１−
する。

カウンタ３３Ｂクランク角　３０度相当値カウンタ３３
Ｃクランク角　７０度相当値カウンタ３４Ｂクランク角
　７０度相当値カウンタ３４Ｃクランク角１２０度相当
値なｊ３、ノック時振動エネルギ検出回路６４のプリセ
ッタブルカウンタ３４Ｃの出力（クランク角１１０度に
おける出力）を後述する主制御回路３５に対する外部割
込み要求信号５ＩＮＴとし、て出力する１、 また、非ノック時振動エネルギ検出回路３３の絶対値積
分器３３Ａの一例を第８図に示しである。

この積分器３３Ａにおいて、第７図のフリップフロップ
回路３３Ｄから出力Ｓ８によって制御さ才しるアナログ
スイッチＡＳは、その出力Ｓ８が”　Ｌ″　の時にオン
状態になる。

それによって、このアナログスイッチＡＳを介して人力
されるバントパスフィルタろ２からの検出信号Ｓ５を、
オペアンプ○■〕３．低抗Ｒ１ｏ〜Ｒ，＋４及びコンデ
ンサＣ２からなる増幅回路によって増幅する。１ そして、この増幅した検出信号を、オペアンプ○ＰＩ＋
抵抗Ｒ１５〜Ｒ４８，コンデンサｃ３．ダイオ−１〜Ｄ
、ｌ、Ｄｓからなる半波整流回路によって？１波整流す
る。

その後、この半波整流回路の半波整流出力と増幅された
検出信号とを、オペアンプ○Ｐ５．抵抗Ｒ１９〜Ｒ２２
，コンデンサＣ，，、ツェナダイオ−１−ＺＤか６なる
積分回路で合成して（結果的に余波整流と同じ）積分し
、この積分値を積分信号Ｓ６どして出力する。

そして５アナログスイツチＡＳかオフ状態になったどき
には、その時の積分値をホールドする。

また、クランク角センサ１３からの基準信号Ｓ２が入力
された時には、抵抗Ｒ２３及びトランジスタＱ、からな
るリセット回路が作動して、っまり１、ランシスタＱ、
かオン状態になってコンデンサＣ７Ｉの両端をショート
してコンデンサＣ４にホール１−さｈた電荷を放電させ
る（リセット状態にする）、 なお、ノック時振動エネルギ検出回路３４の絶対値積分
器３４Ａについても同様の構成及び動作をするので、そ
の説明を省略する。

第３図に戻って、主制御回路３５は、ＣＰ　ＴＪ３６、
ｐｏＭ３７．　ＲＡＭ３８及びＡ／Ｄ変換器等を内戚し
た■１０３９からなるマイクロコンピュータによって構
成しである。

この王制御回路６５は、クランク角センサ１ろからの基
準信号Ｓ、及び位置信号Ｓ３と、非ノック時振動エネル
ギ検出回路３３からの積分信号Ｓ６と、ノック時振動エ
ネルギ検出回路３４からの積分信号Ｓ７及び外部割込み
要求信号５ＩＮＴと、前述した第２図で説明したような
各種の検出信号を入力する。

そして、これ等の各入力信号に基づいてノンキングの有
無及びそのレベルの判定、頻度の判定。

点火時期の修正量の決定１点火時期の決定等の点火時期
制御に関する処理をして、この処理結果に基づいて点火
装置４０のパワー１〜ランジスタ４１をオンオフ制御し
て点火時期を制御する１、なお、この点火時期の制御（
パワーＩランシスタ４１のオンオフ制御）は、１／○ろ
Ｂの内部に設けた図示しない進角値（ＡＤＶ）　レジス
タ。

１〜ウエル角（ＤＷＥＬＬ、）　レジスタに決定した点
火時期に相当する値（進角値、トウエル角）をセラ１−
シ、こＡし等のレジスタの値と位置信号Ｓ、ををカウン
トするカウンタの値とを比較し、で、一致した時点でパ
ワー１−ランシスタ４１をオン状態又はオフ状態にする
。。

また、その点火ＪＡ置４０は、パワー１ヘランシスタ４
１かオンオフ制御さＩＬることによって、イクニッショ
ンコ、イル２２の一次電流を断続されてその二次側に高
電圧が発生し、この高電圧を点火プラク７に印加して火
花点火する。

この主制御回路３５の点火時期制御に関する機能を第４
図の機能ブロックで説明する７ｙｊ−：　＝、ｔ、比Ｌ
’Ｊ出部ろ５け、Ｊ１ノック時折：動エネルギ倹ｉＪ冒
ｌ−！１路３乙か１−ンの積分信号Ｓ６とノック時振：
ｌ（１＋　Ｔ−＝？、　ルギ検出ｌ　Ｗ＋’＋　３４　
カラ（７）積分（ｔ；シＳ、トノ比（プ（−でもよい）
を算出し、こＡ１を燃焼圧力振りす」の（寅出価としで
出力する。４ 一つまり、この実施例では、筒内圧センサ２１゜ナヤー
ンアンブろ１．バントパスフィルタ乙２゜非ノック”ｊ
’　ＪＭ動エイルキ検出回路６ろ、ノック時イ、１．１
１ｂ−ｃ不ルキ検出回路３４及びこの比算出部３５Ａに
よって第１１：！１の燃焼圧力振」すＪ検出１″、段Ａ
を構成し、ている。

１１１定部乙５１３は、この比算出部３５Ａからの燃焼
組方振動の検出値を基イ（１値発生部３５　Ｃか１：）
の基４’（＋Ｊ値と比較して、ノッキングが発生したか
否かを判定をし、この判定結果を出力する７、つまり　
こ才１等の判定部６５Ｉ３及び基準値発生部ろ５Ｃうに
よって、第１図の判定手段Ｂを構成している。。

なお、基準値発生部３５Ｃは、主制御回路３５のＲＯＭ
　３７に格納したテーブルとして構成している１、 修正ＭＬ決定部３５　Ｄは、第１図の修正量決定手段（
：を構成し１判定部３５１１の１−１定粘果に基−しい
てノッキングか発生したときに、燃焼圧力振４すＪ検出
手段Δを構成する比算出部３５Δの検出８−１果（こ応
し、た点火肋間の修正量を決定する１、点火時期制御手
段３５　Ｅは、第１図の点火時期制御手段りを溝成し、
吸入空気量及び機関回転数等に拮ついて決定した点火時
期を、修正量決定部ろ５１１か決定した修正量たけ修正
して、この結果に応じて点火装置４０を制御する。。

なＪ−９、この主制御回路６５は、点火時期に関する制
御以外の制御もするが、その詳細な説明は省１略する。

７ また、上記説明では筒内圧センサ２１及びチャーンアン
プ３１は、１気筒分についてのみ示し、たが、実際には
各気筒分設けてあり、各チャーンアンプ３１の出力をマ
ルチプレクサで切換えてへン１へバスフィルタ３２に入
力する等する１、同様に、点火装置４０についても各気
筒分設けるが、あるいは点火装置４０のパワー１−ラン
シスタ４１及びイクニツションコイル２２を各気筒共通
として、イクニッンヨンコイル２２て発生する高電圧を
テイストリビュータによって各点火ブラソフに分配する
ようにする。

次に、このように構成したこの実施例の作用について第
９図以降をも参照して説明する。

ます、この実施例におけるノッキングの検出原理につい
て説明する。

先ず、筒内圧力振動のバヮースベク［−ルは、例えは第
９０ｊに示すように、非ノック時には線！で、比較的大
きなし＼ルを有するノック時には線１１で示すようにな
る、。

なお、これは４気筒１．８００　ｃ　ｃの内燃機関につ
いて全負荷、　１１．８００　ＲＰＭで運転した場合の
本出願人による実験結果であるが、他の内燃機関につい
ても略同様であることを確認している、１この第Ｓ図か
ら分るように、ノック時と非ノック時とては６〜１．７
　Ｋ、　ＨＺの周波数帯域においてハワーレベルに大き
な差がある。

そこで、筒内圧センサの電荷信号を電圧信号に変換して
、この４８号から−に２周波数帯域の信じ成分を抽出す
ることによって、非ノック時およびノック時に例えは第
１０図（イブ及び同図（ロ）に示すような信号（以下「
抽出信号」と称す）か青らｈる、なお、これ等は筒内圧
の高周波振動の波形を示すものである。

ここで、特定周波数帯域の信号ｘ（、ｔ）のパワτ表わ
さＪしる４、つまり、信号振幅の２束の時間平１句どし
て谷ｔら、ｌする。

し、たがって、第１０図に示す信号の絶苅値の積どなる
。

この第シ？）式の右辺は、信号Ｘ（１）のＲＭＳ（二乗
平均）を示すことから、この第（２１式の左辺は、信号
ｘ（０のパワーを示す量、あるいは少なくともパワーと
一価に相関のある量と考えることができる８、 なお、ここでは、第申式および第啜１式の信号Ｘ（し）
を単一周波数の信号と仮定したが複数の周波数成分を含
んでいても実用上さしつかえない１゜そこで、第１０図
（イ）に示す非ノック時の抽出信号を、クランク角で」
二元点前４０度（ＢＴＤＣ４０“″）から上死点（ＴＤ
Ｃ，ｌ　まての範囲について絶対値積分をしたとき、そ
の積分信号は例んば第１１図（イ）に示すようしこなる
。。

同様に、第１０図（ロ）に示すノック時の抽出信号を、
クランク角で一ヒ死点から上死点後４０度（ｌ＼ＴＤＣ
４０”）までの範囲について絶対値積分をしたとき、そ
の積分信号は例えば第１１図（ロ）に示すようになる。

こＡし等の各積分信号は、」−２クランク角範囲におけ
る筒内圧振動エネルギに対応するものである。

つまり、上記第Ｃ式で（］／２Ｔ）の項を落したもので
ある。

その第１１図（イ）から分るように、非、ノック時には
、積分信号はほぼ線型に増加しており、クランク角によ
らず常に一定の振幅エイルキか存在している。すなわち
、非ノック時には」−死点（Ｔの関係が成立している。

一方、第１１図（ロ）から分るように、ノック時には、
ＴＤＣ後の膨張行程においてノッキングに起因するエネ
ルギの増分が現わｈる。

ところで、一般に人間の聴感によるノンクレへルの判定
は、定常的に発生している背景雑音による音圧レベルと
、ノッキング振動による音圧レベルとの相対的な強度差
によっておこなわわでいると考えられている。

したがって、非ノック時における筒内圧の振動エネルギ
と、ノッキング時における筒内圧の振動のエネルギとを
直接比較すれば、官能表価と良く　　　　　〜一致する
ノッキングレベルの検出が可能となる。

ここで、上記第０式によ九ば、経験的に上死点前にノッ
キングが発生することは無いと考えて良い二とから上死
点前の積分信号は、上死点後のノンキングの発生の有無
にかかわらす、非ノック時の上死点後の膨張行程におけ
る筒内圧力の振動エネルギの予測値となっていると云え
る。

したがって、」二元点前のクランク角所定範囲内におけ
る筒内圧振動の（整流）積分値と、上死点後のクランク
角所定範囲内、あるいは上死点前の範囲を含む所定範囲
内における筒内圧振動の（整流）積分値とを比較するこ
とにより、非ノック時の筒内圧の振動エイ、ルキと、燃
焼行程中の筒内圧の振動エネルギとを直接比較すること
になり、人間の官能表価と良く一致したノッキングレベ
ルを検出できる。

なお１本出願人による種々の実験によれば、第１１図に
示す関係は、殆んとの運転条件下で成立していると着す
ことかできる。

たたし、積分区間は、吸排気弁の着座離座の振動によっ
て生しる点火プラクの振動による影響を受けて第０式の
関係が成立しなくなるようなことがないように選択する
必要がある（この場合はＴ　ＩＩ）　Ｃｍ後４０度を選
択しているう。

次に、このような処理をするためのノ１：、ノンク時振
動エネルギ検出回路３３及びノック時振動エネルギ検出
回路６４の動作について第１２図（以下ここては１同図
」と称す）を参照して説明する。

ます、クランク角０〜１２０度イ」近において。

ナヤーシアンブ３１からは同図（ハラに示すような検出
信号Ｓ７Ｉが出力され、この検出信号Ｓ４がハシ１〜バ
スフイルタ３２を通過することによって例えは同図（ニ
）に示すような検出信号（抽出信号）Ｓ５が非フツク時
振動エネルギ（ガ出回路ろろ及びノック時振動エイルキ
検出回路ろ４に入力さ、ｔｌる。なお、ここでは、この
検出信号Ｓ５はノック成分を含んでいる１、 方、非、ノンク時振動エネルギ検出回路３ろ及びノック
時＋Ｍ動エネルギ検出回路６４の各積分器３３Ａ、３４
Ａは、圧縮上死点前７０度（、Ｂ　Ｔ　ＤＣ７０度）で
クランク角センサ１６から出力される同図（イ）に示す
基準信号Ｓ２が入力された時点１．でリセットされる。

まノ二　谷カウンタろ６Ｂ、３乙ｃ、３４ｎ。

ろ４「づは、ｎ１ノ述したブリセラ）へ値かプリセット
さ抗と同１（４に、この１１４点し１からクランク角セ
ンサ１乙から出力さＪしる同図（ＩＪ）に示す位置信−
号Ｓ５のカウントを開始する。

そして、クランク角：３０度になった時点ｔ２でＪにノ
ック時振動エネルギ検出回路３３のカウンタろ乙１３の
出力か反転して、同図（ト）に示すようにフリップフロ
ップ回路ろ３Ｄの出力Ｓ８か反転する（　Ｌ、になる）
、。

そ負によ−って２積分器ろ６Ａのリセット状態か角７１
＆ｊさ」してバントパスフィルタろ２から検出信号Ｓ、
の絶対値積分を開始する。

その後、クランク角７０度になった時点ｔ３てカウンタ
３３Ｃの出力か反転して、フリップフロップ回路ろろＤ
の出力Ｓ８が反転する（　”　Ｈ”になる）。

そ、ｆｌ、によって、積分器３３Ａは、その時点ｔ３の
積分値を基準信号Ｓ、か入力される時点ｔ５までホール
１へする。

Ｉ−たかつで、この積分８（６乙Ａか１らは同図（ホラ
に示すように非ノック時の振動エネルギに対応した（Ｉ
Ｉｔ分（ｖｆじ−８６か出力さ１する、。

−リノ、そのクランク角７０度になった時点し３で、ノ
ック１１１″振動エネルギ検出回路３４のカウンタ３４
　Ｂの出力が反転して、同図（チ）に示すようにフリッ
プフロップ回路３４０の出力Ｓ９が反転する（　”　Ｌ
　”　になる）。

そ、１１によ−って、積分器３４Ａのりセラミル状態か
解除さ４してノ＜ンｌくバスフィルタ６２からの検出（
ｉＷ号Ｓ１１の絶判値積分を開始する。。

その後、クランク角］、　ｌ　０度になった時点ｔ１て
カウンタ３４Ｃの出力か反転して、フリップフロップ回
路３４Ｄの出力Ｓ９が反転する１、　”　ｌ−１＝にな
ろ）。

そ、１１によ−〕で、積分器６４八は、その時点ｔ、１
の積分値を基準信号Ｓ２が人力される時点ｔ、まてボー
ルｌへする。

したかつて、この積分器３４Ａからは同図（へ）に示す
ようにノック時の振動エネルギに対応した積分信号Ｓ７
か出力される。

次に、工制御回路３５のＣＰ　Ｕ　３　Ｓか実行する、
ノッキング判定修正量決定処理について第１６図及び第
１４図を参照して説明する１、王制御回路３５のＣＰ　
ＬＴろ６は、ノック時振動エイルキ検出回路６４からの
外部割込み要求信号Ｓ　、ｔ　Ｎ　Ｔによって外部割込
みか要求さ汎たとき（前述したよつにクランク角７０度
）に、このノンキング判定−修正ｉ１！、決定処理の実
行を開始する。

そし、て１．ＳＴ［ＥＰｌで、ｌ１０３日に内蔵し／辷
Δ／Ｄ変換器に対して非フツク時振動エイ、ルキ検出回
路６３かｂの積分信号ＳＧのＡ／Ｄ変換の開始を指令し
て、積分信号Ｓ６をＡ／Ｄ変換し、５ＴＥＰ　２でその
変換結果を非ノック時の振動二条ルギに関連した量Ｂと
してＲｐ、　Ｍ３８の所定のアドレスに格納する、１ その後、Ｓ１’ＥＰ３でノック時振動エネルギ検出回路
６４からの積分信号Ｓ７をＡ／Ｄ変換して、５ＴＥｌ）
４てその変換結果をノック時の振動二不ルキに関連した
景にとしてＲ，Ａ　Ｍ　３８の所定のアドレスに（８納
する。

そして、５ＴＥＰ５て１（０Ｍ　３７に格納した基準（
的デーフルからその時の機関回転数に応した基準価Ｓ　
Ｌを選択して読出す。

なＪ３、機関回転数は、図示し、ない処理に才？いてク
ランク角センザ１ろからの位ＩＦｔ　（Ｊτ号Ｓ−１を
ｉ９ｆ定＋１．Ｊ間５４赦して５その計数値を機関回転
数として１くＡＭＭＢ２所定のアドレスに格納している
３そし−Ｃ，ご３１１ミＰ　Ｇ　’ＴＥ−に述の処理を
して１！ｆｆらＡまたＬ；「ろ及びｊｆ　Ｋ　ｋ　詩出
し、て比に／Ｉ”ｒ　（又は差に−１３で１）よい）ピ
ｘ算出し、て凰Ｋを正規化する。な才９、この演勢結果
をｒ　Ｋ　／　Ｂ値」と称する３゜ここで、基準値ＳＬ
について説明し、てお（１゜ます、６気筒エンジンにお
ける各種ノンキンク呪象についてのＫ　／　Ｂ値の累積
頻度の分布は、第１５１″２１に示すようになる。

つまり、非−ノック時のに／Ｂ値の累積頻度の分布はＩ
Ｑ　Ｉで、ｌ−レースノック時のに／「３値の累積頻度
の分布は線■て、ライトノック時のに／１３値の累積頻
度の分布は線ＩＩＩで、ミディアムノック時のＫ　／　
Ｂ値の累積頻度の分布線１■で、ヘヒーノックの時のＫ
　／　Ｂ値の累積頻度の分布は線■て示すよつになる。

なお、二〇に／Ｂ値の累積頻度の分布は、本出畜（人の
実験結果であるが、殆んとのエンジンについて共通であ
ると考えられる。

そこで、県木的には基準値ＳＬを、例えば第１５図に示
すような値（ＳＬ＝２６６）に設定して、ノッキングの
有無の判定をする。。

ところで、各種ノックのバワーレベルと機関回転数どの
関係は、例えば第１６図に示すように、非ノック時には
実線で、トレースノック時には破線で、ライトノック時
には一点鎖線で、ミディアムノック時には二点鎖線で示
すようになる。

この第１６図からも分るように、機関回転数か高回転域
にあるとぎには、エンジン自体の機械的振動の影響によ
って人間の官能評価か低下するので、ノックの許容ソー
ンが広くなる。

そこて、この実施例では、前述したように機関回転数に
応じて基準値ＳＬを変化させ、効率の高い運転を実現で
きるようにしている。

なお、基準値ＳＬを固定値（」二記値に限らない）とし
てもよいことは勿論である。

ここで、第１４図に戻って、まず略称の意味について説
明する。

ＫＦＬＧ：ノッキングの有無の判定に使用するフラグ ＢＣＮＴ：フラグＫ　Ｆ　Ｌ、　Ｇがリセットさ、Ｉｔ
た時からの点火回数を示す値（以下では ［カウント値ＢＣＮＴＪ　と称す） Ｋ　ＣＮ、Ｔ　：ノックＫ　Ｆ　Ｌ　Ｇがセットされた
時からの点火回数を示す値（以下では １カウント値ＫＣＮＴＪ　と称す） ＡＤＶＦＢＫ：点火角度の基準値に列する修正量を示す
値（以下では「修正坦へ〇 ＶＦＢＫＪ　と称す） なお、修正量ＡＤＶＦＢＫをインクリメントし６“＄　
１３　、＋、”ｊ、＄”１”ＫＣＡＬ、″“〜８１−　
　　　、きに点火時期が遅角する。

また、これ等のノックＫＦＬＧの値、各カウント値ＢＣ
ＮＴ、ＫＣＮＴ及び修正皿へＤ　Ｖ　ＦＢ　Ｋは、ＲＡ
Ｍろ８の予め創刊けた所定のアドレスに格納する。。

ここて、各ＳＩ王Ｐにおける処理を説明すると、ます、
５ＴＥＰ７で上述した処理によって算出したＫＺＢ値を
基準値ＳＬと比較して、に／Ｂ値）ＳＴ−か否かを判別
して、ノッキングが発生したか否かを判定する。

このとき、Ｋ／Ｂ値＞ＳＬであれば、すなわちノックが
発生していれば、後述する５ＴＥＰ　ｉ　８に移行する
。

こ狙に刻して、に／Ｂ値＞Ｓしてなけれは、すなわちに
／Ｂ値≦ＳＬであって、ノッキングか発生していなけれ
は、５ＴＥＩ）８で後述する５ＴＥＰ２Ｑてノッキング
の発生時にセットする（「１」にする）フラグＫ　Ｆ　
Ｌ　Ｇが「０」か否かを判別する、このとき、ノックＫ
　Ｆ　Ｌ　Ｇが「０」であれは。

すなわちノッキングが発生していなければ、　５ＴＥＰ
９〜１２でノッキングが発生した時からに／Ｂ値≦Ｓ　
Ｌの状態か２８サイクル以上継続したときに点火時期を
１度進角する処理をする。

つまり、５ＴＥＰ　９でカウントイ直ＢＣＮ丁をインク
リメンＩ−（、＋　Ｉ　）　した後、Ｓ丁ＥＰｉＯでそ
のカウント値ＢＣＮＴが「２８」を越えた（ＢＣＮＴ＞
２８）か舌かを判別する。

二のとき、ＢＣＮＴ＞２８でなげれは、そのま＊　％　
理ヲ終でし、ＢＣＮＴ＞２８−〇あれば、　５ＴＥＰ１
１で点火時期の修正量ＡＤＶＦＢＫをインクリメンｌ−
（＋Ｉ）Ｌ、て点火時期を１度通角させた後、５ＴＩＥ
Ｐ１２でカラントイ直ＢＣＮＴをクリア（Ｂ　Ｃ，Ｎゴ
二０）して処理を終了する。

こ４しに対し７て、ノックＫＦＬＧが「０」でなげ狛は
、すなわち過去にノッキングが発生していれは、　５Ｔ
ＥＰ　］　３〜１７においてに、　／　Ｂ値＞ＳＩ−に
なった時から２８サイクル以上に／Ｂ値≦ＳＬの状態か
継続したときには、非ノックとするための処理をする、
。

つまり、　５ＴＩＥＰ　１３でカラントイ直ＫＣＮＴを
インクリメントＣ＋１）した後、５ＴＥＰ１４でカウン
ト値Ｋ　ＣＮ　Ｔが「２８」を越えた（Ｋ２Ｓ丁〉２８
）か否かを判別する、。

このとき、ＫＣＮＥ＞２８でなげれは、そのまま処理を
終了し、またＫ　ＣＮ　Ｔ　＞　２８であれは、Ｓ’ｌ
’［：Ｐ　］　５てフラグＫ　Ｆ　Ｔ−Ｇをリセットし
た後、５）Ｔ［に１川６でカウント値ＫＣＮＴをクリア
（Ｋ　ＣＮ　Ｔ＝　Ｑ）　シ、　ＳＴＦ、Ｐ］　７でカ
ラン１へ１直Ｂ　ＣＮ　”Ｉ”をクリアして処理に紋了
する。

こ」Ｌに列して、ＳＴ「：、Ｐ７てに／Ｂ値＞ｓｒ−に
なったとき、すなわちノックか発生したときには、５Ｔ
ＬＰ］８でその時のＹ＜　／　Ｂ値に対応する遅角量Ｘ
をΩ出する。

なお、この遅角量Ｘは、予め各に／Ｂ値に対応した値を
テーブルとしてＲＯＭろ７に格納し５てあり、ｍ＝では
に／Ｂ値に対応した遅角量をチーフルルツクアップによ
って読出す処理をする、また、この遅角ｆｆ１Ｘは、Ｋ
　／　Ｂ値か太きなる程大きな値に設定している。

その後、５ＴＥＰ　＋−９でフラグＫＦＬＧか「０」か
否かをチェックし、で、最初のノッキング発生か否かを
判別する。

このとさ、フラグＫ　Ｆ　Ｌ　Ｇか「０」てあれば、す
なわち最初のノッキングであれは、５ＴＦｌｌ〕２０で
フラグＫ　ｔ’　Ｉ、（）をセラｈ　（Ｋ　Ｆ　Ｌ　Ｇ
　＝　１．　）　シタ後、Ｓ丁ｔ：ｐ２＋でカラン１〜
値Ｋ　ＣＮ　Ｔをクリアして処理を終了する。

これに対して、ノックＫ　Ｆ　Ｌ　Ｇか［０」でな（づ
れは、すなわち２回目以降のノッキングの発生であれは
、ＳＴＥＭ”２２て過去の点火回数か１４回以内（にＣ
Ｎ　Ｔ≦１４）か否が、すなわち１４サイクル以内にに
／Ｂ値＞ＳＬになったか否かを判別する。。

このどき、Ｋ　ＣＮ　Ｔ≦１４でなり、１Ｎ、は、前述
り。

たｓｎｉ＋〕２１を実行して処理を終了し、またＫＣＩ
幻’ｒ≦１／ｌてあれは、５ＴＥＰ２３で修正ｍ　Ａ　
Ｄ　Ｖ　Ｆ　１３１（を遅角量Ｘたけテクリメン１−（
−Ｘ）して点火時期をＸ度遅角させた後、前述したＳ１
″ＥＰ２１を実行して処理を終了する。

なお、こ二て１４サイクル以内にに／Ｂ値〉ＳＩ、にな
ったときに、すなわちノックか発生した接法のノックが
１４サイクル以内に発生したときに、点火］情期を遅角
するのは、　ｆ＋ｆ述した第１５図から分るよ一ノにト
レースノック時には７　／　］、　００の割ａて１〜／
Ｆ−う値かＪ、（Ｙ（ｌ薯直Ｓ■４を越えるので、確率
的１ξ］　００　／　７−］　ＩＩ、すなわち１７１回
に１回の割合てこの条（’Ｉ：　（１〜／１３値＞ｓＬ
）か発生することなるという−とに１ルづいている、 したかつて、同様にこの値をライトノックの場合は］０
０／１６＝６　　（回）、ミテイアムノックの揚台は’
　００　／　：２５＝４（回）とすることによって２機
関を所望のノックレ／＼ルに制御できる４、このことは
、本出願人による実験によって確認した。

このよ−〕１；、ここでは、ノックか発生したどきには
、そのノックの発生頻度を判定して、この頻度の判定鯖
果に基づいて点火時期の修正量を決定するようにしてい
る。

な」−９、−１−記各ＳＴｉ三ＰＩ１．，２３における
修正量ＡしＶＦＢＫについては、補正後の修正量Ａ　Ｄ
　Ｖ　Ｆ１３）〈か予め定めた値を越えていないか否か
の判定等をして、修正量Ａ−Ｄ　Ｖ　ｉ”　Ｂ　Ｋの値
を制限することによって点火時期か所定値以」−進角あ
るいは遅角しないようにすることもてきる。。

このように、この内燃機関の制御装置においては、第１
７図に示すように、に／Ｂ値≦ＳＬ（、ノック無）のど
きには所定の条件が満足さＡ−ｔだときに点火時期の修
正量を所定量進角し、Ｋ　／　Ｂ値〉ＳＬ（ノック有）
のどきには点火時期の修正量をに／Ｂ値の大きさ、すな
わちノックの強度ないし程度に応じて遅角する。。

な才）、二こでは、遅角量ＸをＫ　／　Ｂ　（直に応し
、てリニアに増加しているが、これに限らず例えはステ
ップ的に増加させたり、あるいはその他の増加関数で増
加させるようにし、でもよく、要はノッキングの強度（
程度）に応じてノッキングを迅速に抑制でき、しかも運
転性を損なわないような値を設定すれはよいのである。

そして、例えはクランク角センザ１３からの基準信号Ｓ
７．か入力されたときにエン１〜リイさｔＬる第１８図
に示すような処理を行なうプロクラ１１によって点火時
期を制御する。

つまり、Ｓ丁ＥＰ３１〜３３では、吸入空気量及び機関
回転数に応じた基本点火時期ＡＤを決定する。

なお、これはＲＯＭ３７に格納した例えば第１Ｓ図に示
すような特性値のテーブルルックアップによって行なう
。

そして、この決定した基本点火時期ＡＤ及び前述した処
理によって峡定して修正量ＡＤＶＦＢＫに基づいて、（
７０−（ＡＤ＋ＡＤＶＦＢＫ））の演算をして、ＢＴＤ
Ｃ（Ａ、Ｄ＋ＡＤＶＦＢＫ）を基準信号Ｓ２の入力タイ
ミングからの角度に変換し、この演算結果を■１０３９
の前述した進角値（ΔＤＶ）レジスタにセットする。

また、５ＴＥＰ３４〜３６では、決定した点火時期に基
づいて基本ドウエル角ＤＷを決定し、この基本１−ウェ
ル角ＤＷ及び前述した修正量ＡＤＶＦＢＫに基づいて、
　　（ＤＷ＋ＡＤＶＦＢＫ）の演算をして、この演算結
果を１１０３Ｅ］の前述したドウエル角（ＤＷＥＬＬ）
レジスタにセットする。

このようにして、決定した点火時期の修正量が点火時期
及びトウエル角に反映し、ノッキングを抑制する。

このように、この内燃機関の制御装置においては、ノッ
キングの強度に応じて点火時期の修正量（遅角量）を変
化させている。

それによって、運転性を損なうことなく、迅速にノッキ
ングを抑制することができる。

なお、上記実施例ではノッキングの強度（大きさ）のみ
に応じて点火時期の修正量を決定しているが、これに加
えて冷却水温度９機関回転数、空燃比等の運転状態に応
じてその修正量を決定するようにすることもできる。

つまり、点火進角とノッキングの強度との関係は、例え
ば第２０図に示すように実線で示す運転状態Ａの場合と
、破線で示す運転状態Ｂのときとでは相違がある。

この第２０図から分るように、ノック強度２の状態から
ノック強度１の状態にするためには、運転状態Ａのとき
には遅角量ａが適当であるのに対して、運転状態Ｂのと
きには遅角量すが適当であへ る。

したがって、ノッキングの強度及び機関の運転状態に応
じて遅角量（点火時期の修正量ンを決定することによっ
て、応答性が良く、しかも１−ルクの低下等を招くこと
がない一層最適な制御を行なうことができる。

また、上記各実施例においては、筒内圧センサを点火プ
ラクに設けたが、所謂振動センサをシリンダブロックに
設ける構成等にすることもできる。

さらに、上記実施例では、クランク角センサがらの位置
信号を１度（又は２度）毎に出力する例について述べた
が、その他の例えは０．１度毎に出力するようにしても
よく、細がくする程制御精度が向上する、。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、ノッキングの
強度に応じた点火時期の修正量を決定するようにしたの
で、ノッキングを応答性良く抑制することかできると共
に、運転性能を格段に向上させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の構成を示す機能ブロック図、第２
図は、この発明を実施し、た内燃機関の制御装置の概略
構成図、 第３図は、第２図のコントロールユニットの一例を示す
ブロック図、 第４図は、同じくそのコントロールユニットの要部の機
能ブロック図、 第５図は、同じく筒内圧センサの一例を示す断面図及び
平面図、 第６図は、同じくチャージアンプの一例を示す回路図、 第７図は、同じく非ノック時振動エネルギ検出回路及び
ノック時振動エネルギ検出回路の一例を示すブロック図
、 第８図は、第７図の積分器の一例を示す回路図、第９図
、第１０図及び第１１図は、この実施例におけるノッキ
ング検出の原理説明に供する波形図、 第１２図は、非ノック時振動エネルギ検出回路及びノッ
ク時振動エネルギ検出回路の動作説明に供するタイミン
クチャート図、 第１乙図及び第１４１図は、主制御回路か実行するノソ
ギンタ判定修正量決定処理の一例を示すフロー図、 第１５図は、第１３図の説明に供する各ノック現象にお
けるＫ　／　１３値の累積発生頻度の一例を示す説明図
、 第１６図は、同しく各ノック現象におけるバワーレベル
と機関回転数どの関係の一例を示す説明図、 第１７図は　第１４１２１の説明に供するＫ　／　＋３
値と点火時期の修正量との関係を示す説明図、第１８図
は、主制御回路か実行する点火制御処理の一例を示すフ
ロー図、 第１９図は、第１８図の基本点火時期算出処理の説明に
供する機関回転数吸入空気流量−進角値特性を示す線図
、 第２０図は、この発明の他の実施例における点火時期の
修正量の決定の説明に供する説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内燃機関のノッキングの検出結果に基づいて点火時
   期を制御する内燃機関の制御装置において、前記内燃機
   関の燃焼圧力振動を検出する燃焼圧力振動検出手段と、
   該燃焼圧力振動検出手段の検出結果に基づいてノッキン
   グが発生したか否かを判定する判定手段と、該判定手段
   の判定結果に基づいて前記燃焼圧力振動検出手段の検出
   結果に応じた点火時期の修正量を決定する修正量決定手
   段と、該修正量決定手段の決定結果に基づいて点火時期
   を制御する点火時期制御手段とを設けたことを特徴とす
   る内燃機関の制御装置。 ２　修正量決定手段が、機関の運転状態に応じて前記修
   正量を変更する手段をも備えている特許請求の範囲第１
   項記載の内燃機関の制御装置。 ３　修正量決定手段が、ノッキングの発生頻度に基づい
   て修正量を決定する手段をも備えている特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の内燃機関の制御装置。 ４　燃焼圧力振動検出手段が、非ノック時の燃焼振動エ
   ネルギ相関値とノック時の燃焼振動エネルギ相関値との
   比又は差を算出し、該算出結果を検出結果とする手段を
   も備えている特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれか
   に記載の内燃機関の制御装置。